本研究以非洲菊（Gerbera jamesonii Bolus）易弯茎金黄品种‘Sondance’为材料,研究了非洲菊切花衰老过程中花茎Ca的吸收、Ca在花茎细胞中的化学定位及超微结构变化、花茎CaM含量、H⁺-ATPase、Ca²⁺-ATPase活性和相关生理指标的变化、CaM拮抗剂对衰老相关酶类的影响以及外源Ca²⁺的作用,探讨了Ca²⁺和CaM对非洲菊切花衰老以及弯茎现象的影响,为非洲菊抗弯茎机制研究及外源的Ca²⁺调节提供理论依据。主要研究结果如下:1.75mg/L CaCl₂保鲜液处理能有效缓解非洲菊切花弯茎的发生,并控制弯茎级数的增加。非洲菊切花中部茎段,即易弯茎部位,Ca含量最低。非洲菊剪切后出现Ca的大量流失,当用CaCl₂保鲜液处理非洲菊切花时,Ca得到有效的补充,花茎Ca的含量快速增加,并在中部易弯茎部位大量积累,从而对非洲菊的抗弯茎能力的提高起到重要的作用。2.Ca²⁺的化学定位观察表明:非洲菊花茎细胞内,焦锑酸钙沉淀颗粒主要出现在液泡和细胞壁中,中部花茎与上、下部花茎相比钙沉淀在细胞壁中分布很少,而在液泡中较多。随瓶插时间的增加,液泡中的Ca²⁺逐渐进入细胞质中,导致细胞质中自由Ca²⁺浓度过高。以75 mg/L CaCl₂处理,下中部花茎细胞壁上Ca²⁺明显增多,提高了切花的抗弯茎能力,也抑制了Ca²⁺向细胞质的移动,减少了对切花的伤害。3.花茎细胞超微结构观察表明:非洲菊花茎上部细胞排列紧密,叶绿体数量较多,平均每个细胞有5-6个,而中部和下部叶绿体数量较少,平均每个细胞有3-4个。相比之下,中部花茎细胞排列较为松散,细胞壁也最薄,因此花茎的支撑力也较弱。4.正常的花茎细胞叶绿体呈梭形,外膜清晰,内部基粒片层排列整齐,沿着质膜分布;液泡大而透明,未见膜状内含物。而随着瓶插天数的增加,细胞失水,5d时CK处理细胞膜开始内陷,出现质壁分离现象,细胞排列开始变得混乱且不规则,7d时细胞严重脱水,质壁分离明显;叶绿体膨胀,整体变圆,叶绿体膜变得模糊不清,基质片层排列紊乱;液泡内出现很多膜状内含物;部分细胞壁及核膜解体。而75 mg/L CaCl₂处理则保持良好的状态,直到7d时少部分细胞才开始出现质壁分离现象。5.优化了ELISA测CaM含量的条件,结果表明,非洲菊切花花茎的最佳的包被抗原浓度为10μg/ml,适宜的一抗稀释比例为1:500,最适宜稀释倍数为5,且紫外灯照射有利于增加CaM包被效率。6.在整个瓶插过程中,非洲菊切花易弯茎部位CaM含量均随着瓶插天数的增加而呈现先上升,后下降,然后再上升的趋势,在衰老前CaM含量出现一个高峰。Ca²⁺-ATPase活性的变化与CaM含量变化趋势相似,而H⁺-ATPase的活性则随着瓶插天数的增加而不断升高;与弯茎水平相对照发现,弯茎发生之前,非洲菊切花花茎CaM含量随瓶插天数的增加而上升,在4d弯茎发生时,CaM含量则达到一个高峰,而随着弯茎级数的增加CaM含量又开始下降。说明CaM水平对弯茎的发生产生了应答反应的信息传导,对调节非洲菊切花弯茎具有重要的意义。7.当用含75 mg/L CaCl₂保鲜液处理非洲菊切花时,CaM含量、H⁺-ATPase和Ca²⁺-ATPase活性均比无CaCl₂处理高;100μmol/L CPZ处理时能显著抑制CaM含量和Ca²⁺-ATPase的活性。说明Ca²⁺·CaM系统在切花衰老过程中起到信号传递的作用,Ca²⁺-ATPase的活性受CaM激活和调节,而外源Ca²⁺处理则能促进信号传递的过程。8.对非洲菊切花花茎细胞壁组分的研究表明,花茎中果胶物质以原果胶为主,随着瓶插天数的增加,原果胶含量降低,可溶性果胶含量增加。纤维素含量在瓶插3d后快速下降。而CaCl₂处理能有效抑制纤维素和原果胶的降解,使可溶性果胶的增长相对缓慢,从而维持细胞壁结构的稳定。同时,CaCl₂处理能促进非洲菊切花对水分和糖分的吸收,且有利于维持细胞膜的稳定性。9.非洲菊切花瓶插过程中,纤维素酶（Cx）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）及果胶甲酯酶（PME）活性快速增长。CaCl₂处理能使细胞壁水解酶活性保持在一个较低的水平,CPZ处理在瓶插后期促进了其活性的快速升高,加快了切花衰老的进程;而外源Ca处理能缓解CPZ对细胞壁水解酶活性的影响。这说明Ca²⁺·CaM信使系统可能在某种程度上对细胞壁水解酶进行了调节。10.Ca处理能显著提高花茎POD、CAT活性,相反的CPZ处理则强烈抑制了POD、CAT的活性,而Ca²⁺+CPZ处理则对这种抑制作用有正调节的作用;非洲菊切花衰老过程中SOD活性整体呈下降的趋势,Ca²⁺处理能部分延缓这种趋势,而CPZ处理则加剧了SOD活性的快速下降。综合以上研究结果,非洲菊切花弯茎的发生主要有以下几点原因:（1）细胞结构:中部花茎细胞排列较为松散,细胞壁也最薄,因此花茎的支撑力也较弱。（2）Ca²⁺的化学定位观察:中部花茎与上、下部花茎相比钙沉淀在细胞壁中分布很少,而在液泡中较多。（3）钙含量水平:上部＞下部＞中下部＞中部,中部茎段,即易弯茎部位,Ca含量最低;且非洲菊剪切后出现Ca的大量流失。（4）CaM水平:弯茎发生之前,CaM含量上升,Ca²⁺·CaM信使系统对非洲菊切花衰老起调节作用;弯茎发生时,CaM含量达到高峰;弯茎发生之后,CaM水平下降并低于基础水平,瓶插后期CaM过分积累必将导致细胞内Ca²⁺·CaM系统的紊乱,其结果使抗氧化酶活性下降,生理代谢失调,进一步加剧弯茎的发生。（5）细胞壁组分及相关酶:随着瓶插天数的增加,纤维素、原果胶含量降低,可溶性果胶含量增加,细胞壁水解酶活性快速增长,细胞壁结构破坏,弯茎逐级发生。外源Ca²⁺处理能提高非洲菊抗弯茎能力的原因:（1）75 mg/L CaCl₂处理使非洲菊切花的Ca含量得到有效的补充,并在中部易弯茎部位大量积累,从而对非洲菊的抗弯茎能力的提高起到重要的作用。（2）Ca²⁺处理下中部花茎细胞壁上Ca²⁺明显增多,有利于稳定细胞壁结构,提高切花的抗弯茎能力。（3）Ca²⁺处理下CaM含量、H⁺-ATPase和Ca²⁺-ATPase活性升高,Ca²⁺·CaM系统的调节机制加强,控制弯茎的发生。（4）延缓细胞壁组分的降解和抑制细胞壁水解酶活性的升高,稳定细胞壁结构。（5）促进非洲菊切花对水分和糖分的吸收,提高抗氧化酶活性,维持细胞膜的稳定性。